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JP5295858B2 - Electromagnetic actuator, electromagnetically operated switchgear using the same, and control method thereof - Google Patents

Electromagnetic actuator, electromagnetically operated switchgear using the same, and control method thereof Download PDF

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JP5295858B2
JP5295858B2 JP2009113160A JP2009113160A JP5295858B2 JP 5295858 B2 JP5295858 B2 JP 5295858B2 JP 2009113160 A JP2009113160 A JP 2009113160A JP 2009113160 A JP2009113160 A JP 2009113160A JP 5295858 B2 JP5295858 B2 JP 5295858B2
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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To change velocity of a switching operation efficiently, in an electromagnetic actuator biased by a spring and a switching device of a solenoid operation type with the actuator mounted. <P>SOLUTION: The electromagnetic actuator 3 includes a stator 31, a rotor 32 arranged while being reciprocally moved in a space of the stator 31, an open spring 33 biasing the rotor 32 to a direction separating from the stator 31, a plurality of driving coils 34 arranged along a displacing direction of the rotor 32 in the space of the stator 31 and driving the rotor 32, a driving circuit 7 supplying excitation current to each driving coil 34, and a permanent magnet 35 adsorbing and retaining the rotor 32 on the stator 31 side. By selecting an exciting direction of each driving coil 34 and an exciting driving coil 34, a displacing direction and velocity of the rotor 32 are changed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、電磁アクチュエータと、この電磁アクチュエータを搭載した遮断器、開閉器などの開閉装置と、その制御方法に関するものである。   The present invention relates to an electromagnetic actuator, a switching device such as a circuit breaker and a switch equipped with the electromagnetic actuator, and a control method thereof.

近年、遮断器や開閉器等の開閉装置の操作機構として、現行の油圧操作機構やバネ操作機構に代わって、動作制御性に優れる電磁アクチュエータを採用することが提案されており、電磁アクチュエータの例として、双安定タイプの電磁アクチュエータの構造が示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、双安定タイプの電磁アクチュエータにおいて、2つの駆動コイルをタイミングを変えて励磁することにより開閉動作の応答性や速度を変化させている(例えば、特許文献2参照)。
In recent years, it has been proposed to employ an electromagnetic actuator with excellent operation controllability instead of the current hydraulic operation mechanism and spring operation mechanism as the operation mechanism of switchgears such as circuit breakers and switches. The structure of a bistable type electromagnetic actuator is shown (for example, refer patent document 1).
Further, in a bistable type electromagnetic actuator, the response and speed of the opening / closing operation are changed by exciting two drive coils at different timings (see, for example, Patent Document 2).

EP 0 721 650 B1号公報(図1等)EP 0 721 650 B1 publication (FIG. 1 etc.) GB 2 299 896 A号公報(図3等)GB 2 299 896 A (FIG. 3 etc.)

一般に遮断器等の遮断性能は接点の開極速度に依存するため、遮断器等の操作機構には必要な遮断性能を満足するような操作速度が要求される。そして、遮断に必要な開極速度は、遮断器等が接続される主回路の状態や条件(回路インピーダンスや回路電圧などの電気的条件)によって変化する。しかしながら、現行の操作機構は必要とされる最も速い開極速度に合わせて設計されているものが一般的であり、その場合高速開極が必要でない通常の開閉動作においても過剰な速度で動作することになる。開閉動作が速いと、遮断器等やその操作機構の構造部材へ繰り返し荷重が印加され、疲労による構造部材の強度の低下から遮断器等の機械的寿命(開閉回数)の低下が生じるという問題がある。
特に、特別高圧やそれ以上の電圧階級の遮断器等においては、短絡事故等の大電流遮断等の重故障に備えて開極速度により高速性が要求される。しかし、重故障の発生頻度は小さく、高速開極の必要がない軽故障や通常開閉による通常負荷電流開閉や無負荷開閉がほとんどである。従って、必要とされる最も速い開極速度に合わせて遮断性能を設計することは非常に非効率である。
ところで、特別高圧等の遮断器等では、開放状態での耐電圧性能を確保するため、長い接点ストロークが必要である。そして、接点ストロークが長い遮断器で高速開極を実現するため、操作機構としての電磁アクチュエータに開放バネを使用することが一般的である。このように開放バネを使用した電磁アクチュエータにおいて開極速度を選択できれば、この電磁アクチュエータやこれを使用した遮断器等への機械的ストレスを軽減でき、寿命延長が期待できる。
なお、特許文献2には、双安定タイプの電磁アクチュエータにおいて開閉動作の応答性や速度を変化させることが記載されているが、バネで付勢された構成ではないため、特許文献2と同様の構成ではバネで付勢された電磁アクチュエータの開閉速度を変えることはできない。
In general, since the breaking performance of a circuit breaker or the like depends on the opening speed of the contact, the operation mechanism such as the circuit breaker is required to have an operation speed that satisfies the necessary breaking performance. And the opening speed required for interruption | blocking changes with the state and conditions (electrical conditions, such as a circuit impedance and a circuit voltage) of the main circuit to which a circuit breaker etc. are connected. However, current operating mechanisms are generally designed for the fastest opening speed required, in which case they operate at excessive speed even during normal opening and closing operations where high speed opening is not required. It will be. If the switching operation is fast, a load is repeatedly applied to the structural member of the circuit breaker and its operating mechanism, resulting in a problem that the mechanical life (number of switching operations) of the circuit breaker decreases due to a decrease in strength of the structural member due to fatigue. is there.
In particular, in an extra-high voltage or higher voltage class circuit breaker or the like, high speed is required by the opening speed in preparation for a serious failure such as a large current interruption such as a short circuit accident. However, the occurrence frequency of serious faults is small, and light faults that do not require high-speed opening and normal load current switching and no-load switching due to normal switching are almost all. Therefore, designing the breaking performance for the fastest opening speed required is very inefficient.
By the way, in a circuit breaker or the like of an extra high voltage, a long contact stroke is required to ensure a withstand voltage performance in an open state. And in order to implement | achieve high-speed opening with a circuit breaker with a long contact stroke, it is common to use an open spring for the electromagnetic actuator as an operation mechanism. If the opening speed can be selected in an electromagnetic actuator using an open spring in this way, mechanical stress on the electromagnetic actuator and a circuit breaker using the electromagnetic actuator can be reduced, and a life extension can be expected.
Patent Document 2 describes changing the responsiveness and speed of the opening / closing operation in a bistable type electromagnetic actuator. However, since it is not a spring-biased configuration, it is the same as Patent Document 2. In the configuration, the opening and closing speed of the electromagnetic actuator biased by the spring cannot be changed.

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、バネで付勢された電磁アクチュエータおよびこの電磁アクチュエータを搭載した電磁操作式の開閉装置において、効率よく開閉動作の速度を変化させること目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. In an electromagnetic actuator biased by a spring and an electromagnetically operated switching device equipped with the electromagnetic actuator, the speed of the switching operation is changed efficiently. The purpose is to let you.

この発明に係る電磁アクチュエータは、開極と閉極の2位置間を往復状態に駆動する電磁操作式のものであって、固定子と、固定子の内空間に往復運動可能な状態で配置された可動子と、可動子を固定子から離間する方向へ付勢する開放バネと、固定子の内空間に可動子の移動方向に沿って複数配設され可動子を駆動させるための複数の駆動コイルと、各駆動コイルに励磁電流を供給する駆動回路と、可動子を固定子側で吸着保持する永久磁石とを備えている。そして各駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択することで、上記駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくするように制御するものである。 An electromagnetic actuator according to the present invention is of an electromagnetic operation type that drives in a reciprocating manner between two positions of an opening and a closing, and is arranged in a reciprocating manner in a stator and an inner space of the stator. A plurality of movers, a release spring that biases the mover in a direction away from the stator, and a plurality of drives for driving the mover arranged in the inner space of the stator along the moving direction of the mover. A coil, a drive circuit for supplying an excitation current to each drive coil, and a permanent magnet for attracting and holding the mover on the stator side are provided. By selecting the excitation direction and the excitation coil to be excited from each of the drive coils, the magnetic flux generated by the drive coil is made larger during the low-speed release operation than during the high-speed release operation, so that the stator and the movable It controls to increase the magnetic attractive force with the child .

また、この発明に係る電磁操作式の開閉装置は、固定接点と可動接点からなり接離可能な接点対と、操作ロッドを介して接点対の開閉操作を行う電磁アクチュエータと、操作ロッド上に配置され接点対と電磁アクチュエータとを絶縁する絶縁体と、操作ロッド上に配置され接点対に接触荷重を印加する接圧バネとを備え、主回路の開閉を行うためのものである。電磁アクチュエータは、固定子と、固定子の内空間に往復運動可能な状態で配置された可動子と、可動子を固定子から離間する方向へ付勢する開放バネと、固定子の内空間に可動子の移動方向に沿って複数配設され可動子を駆動させるための複数の駆動コイルと、各駆動コイルに励磁電流を供給する駆動回路と、可動子を固定子側で吸着保持する永久磁石とを備えている。そして各駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択することで、上記駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくするように制御するものである。 An electromagnetically operated switchgear according to the present invention is disposed on a control rod, a contact pair consisting of a fixed contact and a movable contact, which can be contacted and separated, an electromagnetic actuator which opens and closes the contact pair via the control rod, and And an insulating body that insulates the contact pair from the electromagnetic actuator, and a contact pressure spring that is disposed on the operating rod and applies a contact load to the contact pair, and opens and closes the main circuit. The electromagnetic actuator includes a stator, a mover arranged in a reciprocating manner in the inner space of the stator, an open spring that biases the mover in a direction away from the stator, and an inner space of the stator. A plurality of drive coils arranged along the moving direction of the mover for driving the mover, a drive circuit for supplying an excitation current to each drive coil, and a permanent magnet for attracting and holding the mover on the stator side And. By selecting the excitation direction and the excitation coil to be excited from each of the drive coils, the magnetic flux generated by the drive coil is made larger during the low-speed release operation than during the high-speed release operation, so that the stator and the movable It controls to increase the magnetic attractive force with the child .

またこの発明に係る電磁操作式の開閉装置の制御方法は、固定接点と可動接点とからなり接離可能な接点対、固定子と、固定子の内空間に往復運動可能な状態で配置された可動子と、可動子を固定子から離間する方向へ付勢する開放バネと、固定子の内空間に可動子の移動方向に沿って複数配設され可動子を駆動させるための複数の駆動コイルと、各駆動コイルに励磁電流を供給する駆動回路と、可動子を固定子側で吸着保持する永久磁石とを備えて開極と閉極の2位置間を往復状態に駆動する電磁操作式の電磁アクチュエータ、および接点対と電磁アクチュエータとを接続する操作ロッド、からなり主回路の開閉を行うための電磁操作式の開閉装置の制御方法である。そして、各駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択することで、上記駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくするように制御するものである。 Also, the control method of the electromagnetically operated switchgear according to the present invention is arranged in a reciprocable manner in the inner space of the stator and the pair of contacts that can be separated from each other, comprising a stationary contact and a movable contact. A mover, an open spring that urges the mover in a direction away from the stator, and a plurality of drive coils arranged in the inner space of the stator along the moving direction of the mover to drive the mover And an electromagnetic operation type driving circuit for reciprocating between two positions of opening and closing, including a driving circuit for supplying an exciting current to each driving coil and a permanent magnet for attracting and holding the mover on the stator side . This is a method for controlling an electromagnetically operated switching device for opening and closing a main circuit comprising an electromagnetic actuator and an operating rod for connecting a contact pair and the electromagnetic actuator. Then, by selecting the excitation direction and the excitation coil to be excited from among the respective drive coils, the magnetic flux generated by the drive coil is made larger during the low speed release operation than during the high speed release operation, and the stator and the above Control is performed to increase the magnetic attractive force with the mover .

この発明の電磁アクチュエータは、可動子を固定子から離間する開放バネを備えたため長ストロークの場合にも高速開放動作を実現できるとともに、複数の駆動コイルを備えて駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択して可動子の移動方向および移動速度を変えるため、状況に応じた開閉動作を行うことができ、特に駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくするように制御することで、開放動作速度を遅く制御できるので、電磁アクチュエータの機械的寿命を高めることができる。 The electromagnetic actuator according to the present invention includes an opening spring that separates the mover from the stator, so that a high-speed opening operation can be realized even in the case of a long stroke, and an excitation direction and excitation are provided from among the driving coils by including a plurality of driving coils. Since the drive coil to be moved is selected and the moving direction and moving speed of the mover are changed, the opening and closing operation can be performed according to the situation . By controlling to increase the magnetic attractive force between the stator and the mover by increasing the magnetic flux, the opening operation speed can be controlled to be slow, so that the mechanical life of the electromagnetic actuator can be increased.

また、この発明の電磁操作式の開閉装置は、可動子を固定子から離間する開放バネと複数の駆動コイルを備えた電磁アクチュエータを搭載し、電磁アクチュエータの開放バネにより長ストロークの場合にも高速開放動作を実現できるとともに、各駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択して可動子の移動方向および移動速度を変えることにより開閉装置の接点対を開閉するため、状況に応じた開閉動作を行うことができ、特に駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくするように制御することで、開放動作速度を遅く制御できるので、開閉装置の機械的寿命を高めることができる。 The electromagnetically operated switchgear according to the present invention is equipped with an electromagnetic actuator having a plurality of drive coils and an open spring that separates the mover from the stator. In addition to realizing the opening operation, the contact direction of the switchgear is opened and closed by selecting the excitation direction and the drive coil to be excited from among each drive coil and changing the moving direction and moving speed of the mover. It can be opened and closed, and in particular, the magnetic flux generated by the drive coil is controlled to increase the magnetic attractive force between the stator and the mover by increasing the magnetic flux during the low-speed opening operation than during the high-speed opening operation. By doing so, since the opening operation speed can be controlled to be slow, the mechanical life of the switchgear can be increased.

また、この発明の電磁操作式の開閉装置の制御方法は、可動子を固定子から離間する開放バネと複数の駆動コイルを備えた電磁アクチュエータを搭載した開閉装置の制御方法であって、電磁アクチュエータの開放バネにより長ストロークの場合にも高速開放動作を実現できるとともに、各駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択して可動子の移動方向および移動速度を変えることにより開閉装置の接点対を開閉するため、状況に応じた開閉動作を行うことができ、特に駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくするように制御することで、開放動作速度を遅く制御できるので、開閉装置の機械的寿命を高めることができる。 According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for an electromagnetically operated switchgear comprising a release spring for separating a mover from a stator and an electromagnetic actuator having a plurality of drive coils. The opening spring can realize a high-speed opening operation even in the case of a long stroke, and by selecting the excitation direction and the excitation coil to be excited from each drive coil and changing the moving direction and moving speed of the mover, Opening and closing operation according to the situation can be performed to open and close the contact pair, and in particular, the magnetic flux generated by the drive coil is made larger in the low speed opening operation than in the high speed opening operation, so that the stator and the mover By controlling so as to increase the magnetic attractive force, the opening operation speed can be controlled to be slow, so that the mechanical life of the switchgear can be increased.

この発明の実施の形態1における遮断器の構成を説明するための模式図であり、開放状態の場合を示す。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the circuit breaker in Embodiment 1 of this invention, and shows the case of an open state. この発明の実施の形態1における遮断器の構成を説明するための模式図であり、投入状態の場合を示す。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the circuit breaker in Embodiment 1 of this invention, and shows the case of a closing state. この発明の実施の形態1における駆動回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the drive circuit in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの可動子に作用する力とストローク位置との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the force which acts on the needle | mover of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention, and a stroke position. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの可動子に作用する力とストローク位置との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the force which acts on the needle | mover of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention, and a stroke position. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの動作を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining operation | movement of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電磁アクチュエータの可動子に作用する力とストローク位置との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the force which acts on the needle | mover of the electromagnetic actuator in Embodiment 1 of this invention, and a stroke position. この発明の実施の形態2における駆動回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the drive circuit in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3における電磁アクチュエータの構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the electromagnetic actuator in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3における駆動回路の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of drive circuit in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3における駆動回路の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of drive circuit in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3の別例における駆動回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the drive circuit in another example of Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1、図2はこの発明の実施の形態1における開閉装置としての遮断器の構成を説明するための模式図である。図1は遮断器の接点対が開極している開放状態の場合を示し、図2は遮断器の接点対が閉極している投入状態の場合を示している。
図1、2に示すように、遮断器1は、真空バルブ2と電磁アクチュエータ3とが絶縁体4および接圧バネ5を介して操作ロッド6により接続されて構成されている。
真空バルブ2は内部が真空に保たれた円筒状絶縁容器21内に固定接点22と可動接点23からなる接離可能な接点対を備えている。
Embodiment 1 FIG.
1 and 2 are schematic views for explaining the configuration of a circuit breaker as a switchgear according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows an open state where the contact pair of the circuit breaker is open, and FIG. 2 shows a case where the contact pair of the circuit breaker is closed.
As shown in FIGS. 1 and 2, the circuit breaker 1 is configured by connecting a vacuum valve 2 and an electromagnetic actuator 3 by an operating rod 6 via an insulator 4 and a contact pressure spring 5.
The vacuum valve 2 is provided with a pair of contactable contacts that are composed of a fixed contact 22 and a movable contact 23 in a cylindrical insulating container 21 whose interior is kept in a vacuum.

電磁アクチュエータ3は、磁性体からなる固定子31と、固定子31の内空間に往復運動可能な状態で配置された可動子32とを有している。本実施の形態1では、固定子31は上部31A(可動子32開放方向側)、下部31B(可動子32投入方向側)、側部31Cの部位により構成され、内部に断面略矩形状の空間を形成している。上部31Aには可動子32が挿入可能な開口部31Dが設けられ、下部31Bには操作ロッド6が貫通する貫通孔31Eが設けられている。上部31Aと可動子32間には、可動子32を固定子31から離間する方向(図中上方)へ付勢する開放バネ33が設けられている。固定子31の内空間には可動子32の移動方向に沿って複数配置され可動子32を駆動させるための複数の駆動コイル34が設けられている。本実施の形態1では、各駆動コイル34は固定子31の内空間の上部31A側と下部31B側の2箇所に配置され、各駆動コイル34A、34Bの内部を操作ロッド6および可動子32が貫通するように構成されている。上部31A側に配置された駆動コイルを第1の駆動コイル34Aとし、下部31B側に配置された駆動コイルを第2の駆動コイル34Bとする。第1および第2の駆動コイル34A、34Bの間には固定子31の側部31Cから突出して形成される磁極部35が配設されている。固定子31の開口部31Dには、可動子32を下部31B側に吸着保持する一対の永久磁石36を備えている。   The electromagnetic actuator 3 has a stator 31 made of a magnetic material, and a mover 32 arranged in a reciprocable manner in the inner space of the stator 31. In the first embodiment, the stator 31 is composed of an upper portion 31A (moving element 32 opening direction side), a lower portion 31B (moving element 32 loading direction side), and a side portion 31C, and has a substantially rectangular cross section inside. Is forming. An opening 31D into which the mover 32 can be inserted is provided in the upper part 31A, and a through hole 31E through which the operation rod 6 passes is provided in the lower part 31B. An open spring 33 is provided between the upper portion 31A and the mover 32 to urge the mover 32 in a direction away from the stator 31 (upward in the drawing). In the inner space of the stator 31, a plurality of drive coils 34 that are arranged along the moving direction of the mover 32 and drive the mover 32 are provided. In the first embodiment, each drive coil 34 is disposed at two locations on the upper 31A side and the lower 31B side of the inner space of the stator 31, and the operation rod 6 and the mover 32 are located inside each drive coil 34A, 34B. It is comprised so that it may penetrate. The drive coil disposed on the upper 31A side is referred to as a first drive coil 34A, and the drive coil disposed on the lower 31B side is referred to as a second drive coil 34B. A magnetic pole portion 35 is provided between the first and second drive coils 34A and 34B so as to protrude from the side portion 31C of the stator 31. The opening 31D of the stator 31 includes a pair of permanent magnets 36 that attract and hold the mover 32 toward the lower portion 31B.

操作ロッド6は、一端が可動接点23に、他端が可動子32に固定され、真空バルブ2と電磁アクチュエータ3とを接続しており、可動子32の往復運動に伴い可動接点23および固定接点22からなる接点対が開閉する。
操作ロッド6の真空バルブ2と電磁アクチュエータ3の間には、絶縁体4および、接圧バネ5が配設され、本実施の形態1では、真空バルブ2、絶縁体4、接圧バネ5、電磁アクチュエータ3の順で各構成が同軸上に固定されている。絶縁体4は真空バルブ2と電磁アクチュエータ3を絶縁するためのものであり、接圧バネ5は固定接点22および可動接点23からなる接点対に接触荷重を印加するためのものである。
The operating rod 6 has one end fixed to the movable contact 23 and the other end fixed to the mover 32, and connects the vacuum valve 2 and the electromagnetic actuator 3. A contact pair consisting of 22 opens and closes.
An insulator 4 and a contact pressure spring 5 are disposed between the vacuum valve 2 of the operation rod 6 and the electromagnetic actuator 3. In the first embodiment, the vacuum valve 2, the insulator 4, the contact pressure spring 5, Each component is fixed on the same axis in the order of the electromagnetic actuator 3. The insulator 4 is for insulating the vacuum valve 2 and the electromagnetic actuator 3, and the contact pressure spring 5 is for applying a contact load to a contact pair composed of a fixed contact 22 and a movable contact 23.

駆動コイル34A、34Bは励磁電流を供給して各駆動コイル34A、34Bを駆動する駆動回路7に接続されており、この駆動回路7を図3に示す。図に示すように、駆動回路7はコンデンサ71A、71B、放電スイッチ72A、72B、切替スイッチ73a、73b、74a、74b、75a、75b、フリーホィーリングダイオード76A、76B、抵抗77、駆動コイル34A、34Bを備えている。充電されたコンデンサ71A、71Bから放電される電流が、放電スイッチ72A、72Bおよび切替スイッチ73a、73b、74a、74b、75a、75bを介して各駆動コイル34A、34Bを励磁する。抵抗77はコンデンサ71Bから各駆動コイル34A、34Bに流れる電流を制限するための抵抗であり、コンデンサ71Bのプラス端子側に接続されている。また、フリーホィーリングダイオード76A、76Bにはそれぞれスイッチ78A、78Bが直列に接続され、フリーホィーリングダイオード76A、76Bへの電流を制御している。   The drive coils 34A and 34B are connected to a drive circuit 7 that supplies an exciting current to drive the drive coils 34A and 34B. This drive circuit 7 is shown in FIG. As shown in the figure, the drive circuit 7 includes capacitors 71A and 71B, discharge switches 72A and 72B, changeover switches 73a, 73b, 74a, 74b, 75a and 75b, freewheeling diodes 76A and 76B, a resistor 77, and a drive coil 34A. , 34B. The current discharged from the charged capacitors 71A and 71B excites the drive coils 34A and 34B via the discharge switches 72A and 72B and the changeover switches 73a, 73b, 74a, 74b, 75a, and 75b. The resistor 77 is a resistor for limiting the current flowing from the capacitor 71B to the drive coils 34A and 34B, and is connected to the positive terminal side of the capacitor 71B. Further, switches 78A and 78B are connected in series to the freewheeling diodes 76A and 76B, respectively, to control the current to the freewheeling diodes 76A and 76B.

本実施の形態1において、遮断器1の動作には、遮断器1が接続される主回路に重故障等が生じた場合の高速の開放動作、主回路に軽故障等が生じた場合や通常開閉の場合の低速の開放動作、開放動作により遮断された主回路を復帰するための投入動作がある。
遮断器1の動作のうち開放動作を高速で行うか低速で行うかは、駆動回路7に接続される制御回路8にて判断される(図1、2参照)。制御回路8は、遮断器1が接続された主回路(図示せず)の電流および電圧を測定する測定手段(図示せず)で得られた測定結果の出力に基づいて高速動作を行うか低速動作を行うかを判断し、駆動回路7に動作指令を送る。以下遮断器1の各動作について説明する。
In the first embodiment, the operation of the circuit breaker 1 includes a high-speed opening operation when a major failure occurs in the main circuit to which the circuit breaker 1 is connected, a case where a minor failure occurs in the main circuit, or normal There are a low-speed opening operation in the case of opening and closing, and a closing operation for returning the main circuit that has been blocked by the opening operation.
Whether the opening operation is performed at a high speed or a low speed among the operations of the circuit breaker 1 is determined by the control circuit 8 connected to the drive circuit 7 (see FIGS. 1 and 2). The control circuit 8 performs a high-speed operation or a low-speed operation based on an output of a measurement result obtained by measurement means (not shown) that measures a current and voltage of a main circuit (not shown) to which the circuit breaker 1 is connected. It is determined whether to perform an operation, and an operation command is sent to the drive circuit 7. Hereinafter, each operation of the circuit breaker 1 will be described.

まず、図4〜図9を参照して、主回路を復帰するための投入動作について説明する。投入動作は、開放状態(図1の状態)から投入状態(図2の状態)へ移行する動作である。図4〜図7、図9は電磁アクチュエータ3の動作を説明する図であり、図8は可動子32に作用する力とストローク位置との関係を示す。   First, referring to FIGS. 4 to 9, a closing operation for returning the main circuit will be described. The making operation is an operation for shifting from the open state (the state shown in FIG. 1) to the making state (the state shown in FIG. 2). 4 to 7 and FIG. 9 are diagrams for explaining the operation of the electromagnetic actuator 3, and FIG. 8 shows the relationship between the force acting on the mover 32 and the stroke position.

まず、図4を参照して開放状態での電磁アクチュエータ3の状態を説明する。開放状態で安定している時には、放電スイッチ72A、72BがOFFであり、駆動コイル34A、34Bはいずれも励磁されていないため、駆動コイル34A、34Bからは磁束は発生しない。永久磁石36は磁束Φpm(図中点線矢印で示す)を発生させるが、可動子32と固定子31の下部31Bまでの距離が長く磁気空隙が大きいため磁束量は非常に少ない。このため、磁束Φpmにより可動子32を固定子31の下部31B側へ吸引する吸引力はほとんどなく、可動子32の移動に影響を及ぼさない程度である。従って、開放バネ33の上方への付勢力Foにより、可動子32の位置は開放位置で安定している。
駆動回路7の各スイッチは、前回開放動作終了後に次の投入動作に備えてセットされており、切替スイッチ73a、73b、74a、74bおよびスイッチ78AがON、切替スイッチ75a、75bおよびスイッチ78BがOFFの状態である。
First, the state of the electromagnetic actuator 3 in the open state will be described with reference to FIG. When stable in the open state, since the discharge switches 72A and 72B are OFF and neither of the drive coils 34A and 34B is excited, no magnetic flux is generated from the drive coils 34A and 34B. The permanent magnet 36 generates a magnetic flux Φpm (indicated by a dotted arrow in the figure). However, since the distance between the mover 32 and the lower portion 31B of the stator 31 is long and the magnetic gap is large, the amount of magnetic flux is very small. For this reason, there is almost no attracting force which attracts the mover 32 to the lower portion 31B side of the stator 31 by the magnetic flux Φpm, and does not affect the movement of the mover 32. Therefore, the position of the mover 32 is stable at the open position by the upward biasing force Fo of the open spring 33.
Each switch of the drive circuit 7 is set in preparation for the next closing operation after the end of the previous opening operation, the change-over switches 73a, 73b, 74a, 74b and the switch 78A are ON, and the change-over switches 75a, 75b and the switch 78B are OFF. It is a state.

上記のような開放状態において投入動作を開始する場合、動作指令により駆動回路7の放電スイッチ72AがONされる。これにより充電されたコンデンサ71Aから電流が放電されて、駆動コイル34A、34Bが永久磁石36と同方向(順方向)に励磁される。駆動コイル34A、34Bの周囲には図5に示すような磁束Φc(図中実線矢印で示す)が発生し、この磁束Φcは永久磁石36による磁束Φpm(図中点線矢印で示す)とともに可動子32を下方へ吸引する。この時の両磁束Φc、Φpmにより可動子32に作用する磁気吸引力をFemとすると、磁気吸引力Femが開放バネ33の上方への付勢力Foより大きくなるため、可動子32が固定子31の下部31B方向に移動しはじめる。
可動子32の移動に伴い開放バネ33の付勢力Foは大きくなり、可動子32が所定の位置まで移動すると、さらに接圧バネ5による上方への付勢力Fwも加わる。しかし、可動子32の移動に伴い固定子31の下部31Bとの距離が縮まると磁気空隙が短縮するため、磁束ΦcおよびΦpmによる磁束量が多くなり磁気吸引力Femも増大する。このため、後述する図8に示すように、開放位置から投入位置までのどの位置においても、磁気吸引力Femの方が、開放バネ33および接圧バネ5の付勢力Fo、Fwの合計よりも大きくなる。従って開放バネ33および接圧バネ5が圧縮され、図6に示すように可動子32は下部31Bへ当接する位置(投入位置)まで移動する。
なお、永久磁石36による磁束Φpmの磁束量は、各駆動コイル34A、34Bによる磁束Φcの磁束量に比べ小さく、特に磁気空隙が大きい状態では、永久磁石36の磁束Φpmは可動子32の移動に影響を及ぼさない程度である。
When the closing operation is started in the open state as described above, the discharge switch 72A of the drive circuit 7 is turned on by the operation command. As a result, a current is discharged from the charged capacitor 71 </ b> A, and the drive coils 34 </ b> A and 34 </ b> B are excited in the same direction (forward direction) as the permanent magnet 36. A magnetic flux Φc (shown by a solid arrow in the figure) as shown in FIG. 5 is generated around the drive coils 34A and 34B, and this magnetic flux Φc is combined with a magnetic flux Φpm (shown by a dotted arrow in the figure) by the permanent magnet 36. Aspirate 32. If the magnetic attractive force acting on the movable element 32 by both magnetic fluxes Φc and Φpm at this time is Fem, the magnetic attractive force Fem becomes larger than the urging force Fo upward of the opening spring 33, so that the movable element 32 is fixed to the stator 31. Begins to move in the lower 31B direction.
As the mover 32 moves, the biasing force Fo of the release spring 33 increases. When the mover 32 moves to a predetermined position, an upward biasing force Fw by the contact pressure spring 5 is also applied. However, when the distance from the lower portion 31B of the stator 31 is reduced as the mover 32 moves, the magnetic gap is shortened, so that the amount of magnetic flux due to the magnetic fluxes Φc and Φpm increases and the magnetic attractive force Fem also increases. For this reason, as shown in FIG. 8 to be described later, at any position from the open position to the closing position, the magnetic attractive force Fem is more than the sum of the biasing forces Fo and Fw of the open spring 33 and the contact spring 5. growing. Accordingly, the release spring 33 and the contact pressure spring 5 are compressed, and the movable element 32 moves to a position where it comes into contact with the lower portion 31B (loading position) as shown in FIG.
The amount of magnetic flux Φpm generated by the permanent magnet 36 is smaller than the amount of magnetic flux Φc generated by the drive coils 34A and 34B. In particular, when the magnetic gap is large, the magnetic flux Φpm of the permanent magnet 36 is used to move the mover 32. There is no effect.

次に、可動子32が投入位置まで移動すると、駆動回路7の放電スイッチ72Aおよびスイッチ78AがOFFされ、各駆動コイル34A、34Bへの励磁が停止される。従って、各駆動コイル34A、34Bから磁束は発生せず、図7に示すように、永久磁石36による磁束Φpmのみが発生している。この時、可動子32と下部31Bは当接しており磁路内に磁気空隙がないため、磁束Φpmの磁束量は多く、可動子32を固定子31の下部31B側に吸着保持する力(磁気吸引力)は、開放バネ33および接圧バネ5の付勢力Fo、Fwの合計より大きくなる。従って、各駆動コイル34A、34Bの励磁を停止した状態でも、可動子32は固定子31の下部31B側に吸着保持される。   Next, when the mover 32 moves to the closing position, the discharge switch 72A and the switch 78A of the drive circuit 7 are turned off, and excitation to the drive coils 34A and 34B is stopped. Accordingly, no magnetic flux is generated from each of the drive coils 34A and 34B, and only the magnetic flux Φpm by the permanent magnet 36 is generated as shown in FIG. At this time, the mover 32 and the lower part 31B are in contact with each other, and there is no magnetic gap in the magnetic path. (Suction force) is larger than the sum of the urging forces Fo and Fw of the release spring 33 and the contact pressure spring 5. Accordingly, even when the excitation of the drive coils 34A and 34B is stopped, the mover 32 is attracted and held on the lower 31B side of the stator 31.

図8は、投入動作に際し両駆動コイル34A、34Bを永久磁石36と同方向に励磁している状態において、可動子32に作用する力とストローク位置との関係を示す。
横軸は可動子32のストローク位置を示し、右側が開放位置、左側が投入位置である。縦軸は可動子32に作用する力であり、磁気吸引力およびバネによる付勢力を示している。
バネによる付勢力は、開放バネ33の付勢力Foと接圧バネ5の付勢力Fwの和で表される。開放位置では可動子32に作用するバネの付勢力は開放バネ33による付勢力Foのみであるが、所定位置から接圧バネ5の付勢力Fwが加わるため、図に示すような2段の折線になる。
磁気吸引力Femは、投入位置に近づくほど可動子32と固定子31の下部31B間の磁気空隙が短縮されるため、大きくなる。従って、ストロークが長い場合、磁気吸引力が低下してしまう。しかし本実施の形態1においては、磁極部35が存在することにより、図5で示すような、下部31Bから磁極部35を経由して可動子32へ流れる磁路が形成され、可動子32と下部31Bが離れた位置であっても、磁気空隙が短縮されたことになり、磁気吸引力Femが一時的に大きくなる。磁気吸引力Femは図8に示すような曲線となり、開放位置近辺でも高い磁気吸引力(凸部)を有している。
FIG. 8 shows the relationship between the force acting on the mover 32 and the stroke position in a state where both the drive coils 34A and 34B are excited in the same direction as the permanent magnet 36 during the closing operation.
The horizontal axis indicates the stroke position of the mover 32, the right side being the open position and the left side being the closing position. The vertical axis represents the force acting on the mover 32, and shows the magnetic attractive force and the biasing force by the spring.
The urging force by the spring is represented by the sum of the urging force Fo of the opening spring 33 and the urging force Fw of the contact pressure spring 5. In the opened position, the urging force of the spring acting on the movable element 32 is only the urging force Fo by the opening spring 33. However, since the urging force Fw of the contact pressure spring 5 is applied from a predetermined position, a two-stage broken line as shown in the figure. become.
As the magnetic attraction force Fem approaches the closing position, the magnetic gap between the mover 32 and the lower portion 31B of the stator 31 is shortened, and thus the magnetic attraction force Fem increases. Therefore, when the stroke is long, the magnetic attractive force is reduced. However, in the first embodiment, the presence of the magnetic pole portion 35 forms a magnetic path that flows from the lower portion 31B to the mover 32 via the magnetic pole portion 35 as shown in FIG. Even at the position where the lower portion 31B is separated, the magnetic gap is shortened, and the magnetic attractive force Fem temporarily increases. The magnetic attractive force Fem has a curve as shown in FIG. 8, and has a high magnetic attractive force (convex portion) even in the vicinity of the open position.

駆動回路7の放電スイッチ72Aおよびスイッチ78AがOFFされ、投入動作が終了すると、駆動回路7の各スイッチは次の開放動作に備え、切替スイッチ75a、75bおよびスイッチ78BがON、切替スイッチ73a、73b、74a、74bおよびスイッチ78AがOFFにセットされる。   When the discharge switch 72A and the switch 78A of the drive circuit 7 are turned off and the closing operation is completed, the switches of the drive circuit 7 are prepared for the next opening operation, the changeover switches 75a and 75b and the switch 78B are turned on, and the changeover switches 73a and 73b. , 74a, 74b and switch 78A are set to OFF.

次に、図9〜図11を参照して、主回路に重故障等が発生した場合の高速の開放動作について説明する。開放動作は、投入状態(図2の状態)から開放状態(図1の状態)へ移行する動作である。図9、図10は電磁アクチュエータ3の動作を説明する図であり、図11は高速開放動作における可動子32に作用する力とストローク位置との関係を示す。   Next, with reference to FIGS. 9 to 11, a high-speed opening operation when a major failure or the like occurs in the main circuit will be described. The opening operation is an operation for shifting from the input state (the state shown in FIG. 2) to the open state (the state shown in FIG. 1). 9 and 10 are diagrams for explaining the operation of the electromagnetic actuator 3, and FIG. 11 shows the relationship between the force acting on the mover 32 and the stroke position in the high-speed opening operation.

図2のように遮断器1が投入状態で安定している時の電磁アクチュエータ3の状態は図7で説明した通りである。放電スイッチ72A、72BがOFFであり、駆動コイル34A、34Bはいずれも励磁されていない。そして永久磁石36による磁束Φpmにより、可動子32は固定子31の下部31Bに吸着保持され安定している。
なお、上述の通り駆動回路7の各スイッチは前回投入動作終了後に開放動作に備えてセットされており、切替スイッチ75a、75bおよびスイッチ78BがON、切替スイッチ73a、73b、74a、74bおよびスイッチ78AがOFFの状態である。
The state of the electromagnetic actuator 3 when the circuit breaker 1 is stable in the on state as shown in FIG. 2 is as described in FIG. The discharge switches 72A and 72B are OFF, and the drive coils 34A and 34B are not excited. The mover 32 is attracted and held on the lower portion 31B of the stator 31 by the magnetic flux Φpm generated by the permanent magnet 36 and is stable.
As described above, each switch of the drive circuit 7 is set in preparation for the opening operation after the previous closing operation is completed. The changeover switches 75a, 75b and the switch 78B are ON, and the changeover switches 73a, 73b, 74a, 74b and the switch 78A are turned on. Is in an OFF state.

上記のような投入状態において開放動作を開始する場合、まず制御回路8が高速動作を行うか低速動作を行うか判断し、動作指令を駆動回路7に送る。高速動作をする場合には、動作指令により駆動回路7の放電スイッチ72BがONされる。これにより充電されたコンデンサ71Bから電流が放電されて、第2の駆動コイル34Bが永久磁石36と逆方向に励磁される。
図9に示すように、第2の駆動コイル34Bにより発生する磁束Φc1(図中実線矢印で示す)は、主に下部31B、側部31C、磁極部35を経由する永久磁石36による磁束Φpm(図中点線矢印で示す)とは逆向きの小さいループの磁路を形成する。この磁束Φc1が磁束Φpmを打ち消し、磁束Φc1と磁束Φpmによる磁気吸引力Femが開放バネ33および接圧バネ5の付勢力Fo、Fwの合計より小さくなる。すると、図10に示すように、可動子32が固定子31の上部31A方向に移動する。なお、特に磁気空隙が大きい図10のような状態では、永久磁石36による磁束Φpmは非常に小さく、可動子32の移動に影響を及ぼさない程度である。
When the opening operation is started in the above-described input state, first, the control circuit 8 determines whether to perform a high speed operation or a low speed operation, and sends an operation command to the drive circuit 7. In the case of high speed operation, the discharge switch 72B of the drive circuit 7 is turned on by an operation command. As a result, a current is discharged from the charged capacitor 71 </ b> B, and the second drive coil 34 </ b> B is excited in the opposite direction to the permanent magnet 36.
As shown in FIG. 9, the magnetic flux Φc1 (indicated by the solid line arrow in the figure) generated by the second drive coil 34B is mainly the magnetic flux Φpm (permanent magnet 36 passing through the lower part 31B, the side part 31C, and the magnetic pole part 35). A small loop magnetic path is formed in the opposite direction to that indicated by a dotted arrow in the figure. The magnetic flux Φc1 cancels the magnetic flux Φpm, and the magnetic attractive force Fem by the magnetic flux Φc1 and the magnetic flux Φpm becomes smaller than the sum of the urging forces Fo and Fw of the release spring 33 and the contact pressure spring 5. Then, as shown in FIG. 10, the mover 32 moves in the direction of the upper portion 31 </ b> A of the stator 31. In particular, in the state shown in FIG. 10 where the magnetic gap is large, the magnetic flux Φpm by the permanent magnet 36 is very small and does not affect the movement of the mover 32.

図11を参照し、開放速度について説明する。
上述の通り、高速開放動作では第2の駆動コイル34Bのみを逆励磁するため、第2の駆動コイル34Bによる磁束Φc1は主に下部31B、側部31C、磁極部35を経由する小さなループの磁路を形成する。磁束Φc1は可動子32が下部31Bから離れると、可動子32を吸引するように作用するが、図10の状態のように、可動子32が磁極部35よりも開放位置側へ移動し小さなループの磁路から離れてしまうと、磁束Φc1による吸引力が可動子32に作用しなくなる。従って、図11に示すように、可動子32を吸引する磁気吸引力Femは急激に低下する。可動子32は、バネ付勢力(開放バネ33の付勢力Foおよび接圧バネの付勢力Fwの合計)と磁気吸引力Femとのエネルギー差(図中斜線部)に相当する速度で移動する。磁気吸引力が急激に低下することによりエネルギー差が大きくなるため可動子32は高速で開放する。
なお、第2の駆動コイル34Bによる磁束Φc1が下部31B、側部31C、上部31Aを経由する大きいループの経路にほとんど流れず、主に小さいループの磁路を形成する理由は、磁路が相対的に短かく磁気抵抗が小さいためである。
The opening speed will be described with reference to FIG.
As described above, since only the second drive coil 34B is reversely excited in the high-speed opening operation, the magnetic flux Φc1 generated by the second drive coil 34B is mainly a small loop magnetic field that passes through the lower part 31B, the side part 31C, and the magnetic pole part 35. Form a road. The magnetic flux Φc1 acts to attract the mover 32 when the mover 32 moves away from the lower part 31B. However, as shown in FIG. 10, the mover 32 moves to the open position side of the magnetic pole portion 35 and is a small loop. If it is away from the magnetic path, the attractive force by the magnetic flux Φc1 does not act on the mover 32. Therefore, as shown in FIG. 11, the magnetic attraction force Fem that attracts the mover 32 rapidly decreases. The mover 32 moves at a speed corresponding to an energy difference (shaded portion in the figure) between the spring biasing force (the sum of the biasing force Fo of the release spring 33 and the biasing force Fw of the contact pressure spring) and the magnetic attractive force Fem. Since the energy difference increases as the magnetic attractive force rapidly decreases, the mover 32 opens at a high speed.
Note that the magnetic flux Φc1 generated by the second drive coil 34B hardly flows through the path of the large loop passing through the lower part 31B, the side part 31C, and the upper part 31A, and mainly forms a magnetic path of the small loop. This is because the magnetic resistance is short and small.

このようにして可動子32が開放位置まで移動すると、駆動回路7の放電スイッチ72Bおよびスイッチ78BがOFFされ、第2の駆動コイル34Bの励磁が停止される。なお、上記図4で説明したとおり、第2の駆動コイル34Bの励磁を停止しても、開放バネ33の付勢力Foにより可動子32は開放位置で安定する。
その後、駆動回路7の各スイッチは次の投入動作に備え、切替スイッチ73a、73b、74a、74bおよびスイッチ78AがON、切替スイッチ75a、75bおよびスイッチ78BがOFFにセットされる。
When the mover 32 moves to the open position in this way, the discharge switch 72B and the switch 78B of the drive circuit 7 are turned off, and the excitation of the second drive coil 34B is stopped. As described with reference to FIG. 4, even when the excitation of the second drive coil 34 </ b> B is stopped, the movable element 32 is stabilized at the open position by the urging force Fo of the open spring 33.
Thereafter, each switch of the drive circuit 7 is set for the next turning-on operation, and the changeover switches 73a, 73b, 74a, 74b and the switch 78A are set to ON, and the changeover switches 75a, 75b and the switch 78B are set to OFF.

なお、投入動作時には、可動子32を移動させるために、開放バネ33および接圧バネ5の付勢力より大きな磁気吸引力が必要であったが(図8参照)、開放動作時には開放バネ33および接圧バネ5の付勢力より小さな磁気吸引力とすることにより可動子32を移動させる(図11参照)。従って、開放動作時に所望の磁気吸引力を得るため、駆動回路7に抵抗77を配設し(図3参照)、第2の駆動コイル34Bに流す電流を制限している。   During the closing operation, a magnetic attraction force larger than the urging force of the opening spring 33 and the contact spring 5 is required to move the mover 32 (see FIG. 8), but during the opening operation, the opening spring 33 and The mover 32 is moved by using a magnetic attractive force smaller than the biasing force of the contact spring 5 (see FIG. 11). Therefore, in order to obtain a desired magnetic attraction force during the opening operation, a resistor 77 is provided in the drive circuit 7 (see FIG. 3) to limit the current flowing through the second drive coil 34B.

次に、図12〜図14を参照して、主回路に軽故障等が発生した場合や通常開閉の場合の低速の開放動作について説明する。図12、図13は電磁アクチュエータ3の動作を説明する図であり、図14は可動子32に作用する力とストローク位置との関係を示す。   Next, with reference to FIGS. 12 to 14, a low-speed opening operation in the case where a minor failure or the like occurs in the main circuit or in a normal opening / closing will be described. 12 and 13 are diagrams for explaining the operation of the electromagnetic actuator 3, and FIG. 14 shows the relationship between the force acting on the mover 32 and the stroke position.

図2のように遮断器1が投入状態で安定している時の電磁アクチュエータ3の状態は図7で説明した通りである。放電スイッチ72A、72BがOFFであり、駆動コイル34A、34Bはいずれも励磁されていない。そして永久磁石36による磁束Φpmにより、可動子32は固定子31の下部31Bに吸着保持され安定している。
なお、上述の通り駆動回路7の各スイッチは前回投入動作終了後に開放動作に備えてセットされており、切替スイッチ75a、75bおよびスイッチ78BがON、切替スイッチ73a、73b、74a、74bおよびスイッチ78AがOFFの状態である。
The state of the electromagnetic actuator 3 when the circuit breaker 1 is stable in the on state as shown in FIG. 2 is as described in FIG. The discharge switches 72A and 72B are OFF, and the drive coils 34A and 34B are not excited. The mover 32 is attracted and held on the lower portion 31B of the stator 31 by the magnetic flux Φpm generated by the permanent magnet 36 and is stable.
As described above, each switch of the drive circuit 7 is set in preparation for the opening operation after the previous closing operation is completed. The changeover switches 75a, 75b and the switch 78B are ON, and the changeover switches 73a, 73b, 74a, 74b and the switch 78A are turned on. Is in an OFF state.

上記のような投入状態において開放動作を開始する場合、まず制御回路8が高速動作を行うか低速動作を行うか判断し、動作指令を駆動回路7に送る。前回投入動作終了後にセットされた駆動回路7の各スイッチは、第2の駆動コイル34Bにのみを逆励磁する高速開放動作に備えたものである。従って低速動作を行うと判断した場合は、制御回路8による動作指令によりまず駆動回路7の切替スイッチ74a、74bがONされ、その後放電スイッチ72BがONされる。これにより充電されたコンデンサ71Bから電流が放電されて、第1および第2の駆動コイル34A、34Bが永久磁石36と逆方向に励磁される。
図12に示すように、第1および第2の駆動コイル34A、34Bにより発生する磁束Φc2(図中実線矢印で示す)は、下部31B、側部31C、上部31Aを経由する永久磁石36による磁束Φpm(図中点線矢印で示す)とは逆向きの大きいループの磁路を形成する。この磁束Φc2が磁束Φpmを打ち消し、磁束Φc2と磁束Φpmによる磁気吸引力Femが開放バネ33および接圧バネ5の付勢力Fo、Fwの合計より小さくなる。すると、図13に示すように、可動子32が固定子31の上部31A方向に移動する。なお、特に磁気空隙が大きい図13のような状態では、永久磁石36による磁束Φpmは非常に小さく、可動子32の移動に影響を及ぼさない程度である。
When the opening operation is started in the above-described input state, first, the control circuit 8 determines whether to perform a high speed operation or a low speed operation, and sends an operation command to the drive circuit 7. Each switch of the drive circuit 7 set after the end of the previous closing operation is provided for a high-speed opening operation in which only the second drive coil 34B is reversely excited. Therefore, when it is determined that the low-speed operation is to be performed, the changeover switches 74a and 74b of the drive circuit 7 are first turned on by the operation command from the control circuit 8, and then the discharge switch 72B is turned on. As a result, a current is discharged from the charged capacitor 71B, and the first and second drive coils 34A, 34B are excited in the opposite direction to the permanent magnet 36.
As shown in FIG. 12, the magnetic flux Φc2 (indicated by solid arrows in the figure) generated by the first and second drive coils 34A and 34B is a magnetic flux generated by the permanent magnet 36 passing through the lower part 31B, the side part 31C, and the upper part 31A. A large loop magnetic path opposite to Φpm (indicated by a dotted arrow in the figure) is formed. The magnetic flux Φc2 cancels the magnetic flux Φpm, and the magnetic attractive force Fem by the magnetic flux Φc2 and the magnetic flux Φpm becomes smaller than the sum of the biasing forces Fo and Fw of the release spring 33 and the contact spring 5. Then, as shown in FIG. 13, the mover 32 moves toward the upper portion 31 </ b> A of the stator 31. In particular, in the state shown in FIG. 13 where the magnetic gap is large, the magnetic flux Φpm by the permanent magnet 36 is very small and does not affect the movement of the mover 32.

図14を参照し、開放速度について説明する。
上述の通り、低速開放動作では第1および第2の駆動コイル34A、34Bを両方逆励磁するため、これにより発生する磁束Φc2は下部31B、側部31C、上部31Aを経由する大きなループの磁路を形成する。磁束Φc2は可動子32が下部31Bから離れると、可動子32が開放位置に達するまで磁束Φc2が可動子32を吸引するように作用する。また、磁極部35が存在することにより、図13で示すような、可動子32から磁極部35を経由して下部31Bへ流れる磁束Φc2による磁路が形成されると、可動子32と下部31Bが離れた位置であっても、磁気空隙が短縮されたことになり、磁気吸引力Femが一時的に大きくなる。
このため、図14に示すように可動子32を吸引する磁気吸引力Femは急激に低下せず、図11の場合に比べ特に開放位置側でゆるやかに低下する曲線となる。磁気吸引力がゆるやかに低下することにより、バネ付勢力(開放バネ33の付勢力Foおよび接圧バネの付勢力Fwの合計)と磁気吸引力Femとのエネルギー差(図中斜線部)が小さくなるため、可動子32は低速で開放する。
また、高速開放動作の場合は第2の駆動コイル34Bのみを逆励磁し、低速開放動作の場合は第1および第2の駆動コイル34A、34Bを両方逆励磁したため、発生する磁束量も異なる。すなわち、第2の駆動コイル34Bのみの場合の磁束Φc1は、両駆動コイル34A、34Bの磁束Φc2よりも小さい。従って高速時と低速時で磁気吸引力Femに差をつけることができる。これにより磁気吸引力Femとバネ付勢力とのエネルギー差を調整し可動子32の移動速度を変えることができる。
なお、各駆動コイル34A、34Bの抵抗や巻数を変えて磁気吸引力Femとバネ付勢力とのエネルギー差を調整し、可動子の移動速度を所望の値に設定することもできる。
The opening speed will be described with reference to FIG.
As described above, since both the first and second drive coils 34A and 34B are reversely excited in the low speed opening operation, the magnetic flux Φc2 generated thereby is a large loop magnetic path passing through the lower part 31B, the side part 31C, and the upper part 31A. Form. When the mover 32 moves away from the lower portion 31B, the magnetic flux Φc2 acts so that the magnetic flux Φc2 attracts the mover 32 until the mover 32 reaches the open position. Further, when the magnetic path is formed by the magnetic flux Φc2 flowing from the mover 32 to the lower portion 31B via the magnetic pole portion 35 as shown in FIG. 13 due to the presence of the magnetic pole portion 35, the mover 32 and the lower portion 31B are formed. Even at a position away from each other, the magnetic gap is shortened, and the magnetic attractive force Fem temporarily increases.
For this reason, as shown in FIG. 14, the magnetic attractive force Fem for attracting the mover 32 does not rapidly decrease, and becomes a curve that gradually decreases compared to the case of FIG. When the magnetic attractive force is gradually reduced, the energy difference (shaded portion in the figure) between the spring biasing force (the sum of the biasing force Fo of the opening spring 33 and the biasing force Fw of the contact pressure spring) and the magnetic attractive force Fem is small. Therefore, the mover 32 opens at a low speed.
Further, only the second drive coil 34B is reversely excited in the case of the high-speed opening operation, and both the first and second drive coils 34A and 34B are reversely excited in the case of the low-speed opening operation. That is, the magnetic flux Φc1 in the case of only the second drive coil 34B is smaller than the magnetic flux Φc2 of both the drive coils 34A and 34B. Therefore, the magnetic attractive force Fem can be differentiated between high speed and low speed. As a result, the energy difference between the magnetic attractive force Fem and the spring biasing force can be adjusted to change the moving speed of the mover 32.
The moving speed of the mover can be set to a desired value by changing the resistance and the number of turns of each of the drive coils 34A and 34B to adjust the energy difference between the magnetic attractive force Fem and the spring biasing force.

このようにして可動子32が開放位置まで移動すると、駆動回路7の放電スイッチ72Bおよびスイッチ78BがOFFされ、第1および第2の駆動コイル34A、34Bの励磁が停止される。なお、上記図4で説明したとおり、第2の駆動コイル34Bの励磁を停止しても、開放バネ33の付勢力Foにより可動子32は開放位置で安定する。
その後、駆動回路7の各スイッチは次の投入動作に備え、切替スイッチ73a、73b、74a、74bおよびスイッチ78AがON、切替スイッチ75a、75bおよびスイッチ78BがOFFにセットされる。
When the mover 32 moves to the open position in this way, the discharge switch 72B and the switch 78B of the drive circuit 7 are turned off, and the excitation of the first and second drive coils 34A and 34B is stopped. As described with reference to FIG. 4, even when the excitation of the second drive coil 34 </ b> B is stopped, the movable element 32 is stabilized at the open position by the urging force Fo of the open spring 33.
Thereafter, each switch of the drive circuit 7 is set for the next turning-on operation, and the changeover switches 73a, 73b, 74a, 74b and the switch 78A are set to ON, and the changeover switches 75a, 75b and the switch 78B are set to OFF.

なお、上述の通り投入動作時には、可動子32を移動させるために、開放バネ33および接圧バネ5の付勢力より大きな磁気吸引力が必要であったが(図8参照)、開放動作時には開放バネ33および接圧バネ5の付勢力より小さな磁気吸引力とすることにより可動子32を移動させる(図11参照)。従って、開放動作時に所望の磁気吸引力を得るため、駆動回路7に抵抗77を配設し(図3参照)、第1および第2の駆動コイル34A、34Bに流す電流を制限している。   As described above, during the closing operation, a magnetic attraction force larger than the urging force of the opening spring 33 and the contact spring 5 is required to move the mover 32 (see FIG. 8). The mover 32 is moved by using a magnetic attractive force smaller than the urging force of the spring 33 and the contact pressure spring 5 (see FIG. 11). Therefore, in order to obtain a desired magnetic attraction force during the opening operation, a resistor 77 is provided in the drive circuit 7 (see FIG. 3) to limit the current flowing through the first and second drive coils 34A and 34B.

以上のように、本実施の形態1によれば、可動子を固定子から離間する開放バネを備えることにより長ストロークの場合にも高速開放動作を実現できる電磁アクチュエータに、複数の駆動コイルを備え、各駆動コイルの励磁方向および励磁する駆動コイルを選択して可動子の移動速度を変えることができるため、状況に応じた開閉動作を行うことができ、電磁アクチュエータおよびこれを搭載した遮断器等の機械的寿命を高めることができる。
また、隣り合って配置される駆動コイルの間に磁極部が配設されるため、励磁する駆動コイルを選択することによって、磁極部を通る小さいループの磁路を形成することができる。これにより可動子の移動速度をより効率よく変えることができる。また、磁極部に磁束が流れることにより、長ストロークの場合にも可動子と固定子間の磁気空隙による磁気吸引力の低下を抑制することができる。このため、電磁アクチュエータの小型化や駆動電源の容量を抑えることができる。
また、開放動作時に高速動作をするか低速動作をするかは、電磁アクチュエータを搭載した遮断器に接続される主回路の電流または電圧の測定結果に基づいて制御回路により判断され、これにより励磁する駆動コイルが選択される。このため、主回路の状況に応じて適切な速度で可動子を移動させることができる。これにより、不要な高速開閉動作をなくし、遮断器等の機械的寿命を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, a plurality of drive coils are provided in an electromagnetic actuator that can realize a high-speed opening operation even in the case of a long stroke by providing an opening spring that separates the mover from the stator. Since the moving direction of the mover can be changed by selecting the excitation direction of each driving coil and the driving coil to be excited, the switching operation according to the situation can be performed, the electromagnetic actuator and the circuit breaker equipped with this The mechanical life of can be increased.
In addition, since the magnetic pole portion is disposed between adjacent drive coils, a small loop magnetic path passing through the magnetic pole portion can be formed by selecting the drive coil to be excited. Thereby, the moving speed of the mover can be changed more efficiently. Further, since the magnetic flux flows through the magnetic pole portion, it is possible to suppress a decrease in magnetic attractive force due to the magnetic gap between the mover and the stator even in the case of a long stroke. For this reason, it is possible to reduce the size of the electromagnetic actuator and the capacity of the drive power supply.
Whether to perform high speed operation or low speed operation during the opening operation is determined by the control circuit based on the measurement result of the current or voltage of the main circuit connected to the circuit breaker equipped with the electromagnetic actuator, and is excited by this A drive coil is selected. For this reason, the mover can be moved at an appropriate speed according to the situation of the main circuit. Thereby, unnecessary high-speed switching operation can be eliminated, and the mechanical life of the circuit breaker and the like can be improved.

なお、固定子の形状は上記実施の形態1の形状に限られるものではなく、例えば一端側に開口部を有し、この開口部から可動子の端部を抜き差しできるような円筒状のものであってもよい。
また、固定子内に配設される駆動コイルの数は2つに限られるものではなく、電磁アクチュエータのストローク長に合わせて、駆動コイルを可動子の移動方向に沿って3つ以上配設してもよい。この場合、例えば投入動作時には全駆動コイルを順方向に励磁し、高速開放動作時には、可動子の投入方向側の端部に配置される駆動コイルのみを逆励磁し、低速開放動作時には、可動子の投入方向側の端部に配置される駆動コイルを含む2以上の駆動コイルを逆励磁することにより、可動子の移動方向および移動速度を調整する。
また、本実施の形態1では可動子32の移動速度の調整は開放動作時にのみ行ったが、投入動作時であっても励磁する駆動コイルを選択することで磁気吸引力を調整し、移動速度を変えることができる。
The shape of the stator is not limited to the shape of the first embodiment. For example, the stator has a cylindrical shape having an opening on one end side, and the end of the mover can be inserted and removed from the opening. There may be.
Further, the number of drive coils provided in the stator is not limited to two, and three or more drive coils are provided along the moving direction of the mover in accordance with the stroke length of the electromagnetic actuator. May be. In this case, for example, all the drive coils are excited in the forward direction during the closing operation, only the drive coil arranged at the end of the closing direction of the mover is reversely excited during the high-speed opening operation, and the mover is moved during the low-speed opening operation. The moving direction and moving speed of the mover are adjusted by reverse-exciting two or more driving coils including the driving coil arranged at the end of the closing direction.
In the first embodiment, the moving speed of the mover 32 is adjusted only during the opening operation. However, even during the closing operation, the magnetic attraction force is adjusted by selecting the driving coil to be excited, and the moving speed is adjusted. Can be changed.

実施の形態2.
本実施の形態2では、上記実施の形態1と駆動回路の構成が異なっている。なお、実施の形態1と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。
図15は本実施の形態2の駆動回路7Aを示す回路図である。図に示すように駆動回路7Aは、上記実施の形態1の駆動回路7とほぼ同様であるが、各駆動コイル34A、34Bと直列に接続され各駆動コイル34A、34Bに流れる電流を制限する抵抗79A、79Bと、各抵抗79A、79Bに並列に接続され各抵抗79A、79Bをバイパスする短絡スイッチ80A、80Bとを備えている点で異なっている。また、上記実施の形態1の駆動回路7に配設されていた抵抗77は、本実施の形態2の駆動回路7Aでは設けられていない。
このような駆動回路7Aにおいて、投入動作の場合には短絡スイッチ80A、80BをONすることにより抵抗79A、79Bをバイパスさせて励磁電流を各駆動コイル34A、34Bに流す。また、開放動作の場合には短絡スイッチ80A、80BをOFFすることにより抵抗79A、79Bを介して各駆動コイル34A、34Bに流れる電流を制御する。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the drive circuit. Note that portions similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 15 is a circuit diagram showing the drive circuit 7A of the second embodiment. As shown in the figure, the drive circuit 7A is substantially the same as the drive circuit 7 of the first embodiment, but is connected in series with the drive coils 34A and 34B and is a resistor that limits the current flowing through the drive coils 34A and 34B. 79A, 79B, and short-circuit switches 80A, 80B connected in parallel to the resistors 79A, 79B and bypassing the resistors 79A, 79B. The resistor 77 provided in the drive circuit 7 of the first embodiment is not provided in the drive circuit 7A of the second embodiment.
In such a drive circuit 7A, in the case of a closing operation, the short-circuit switches 80A and 80B are turned on to bypass the resistors 79A and 79B, and an exciting current is caused to flow through the drive coils 34A and 34B. In the open operation, the currents flowing through the drive coils 34A and 34B via the resistors 79A and 79B are controlled by turning off the short-circuit switches 80A and 80B.

以上のように、本実施の形態2では上記実施の形態1と同様の効果を有するとともに、各駆動コイルと直列に抵抗を備え、各抵抗に並列に短絡スイッチを備えたため、所望の開放速度に応じて各駆動コイルに流れる電流をそれぞれ調整でき、より柔軟に開放速度を変化させることができる。   As described above, the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment, and includes a resistor in series with each drive coil and a short-circuit switch in parallel with each resistor. Accordingly, the current flowing through each drive coil can be adjusted, and the opening speed can be changed more flexibly.

実施の形態3.
本実施の形態3では、上記実施の形態1と駆動コイルおよび駆動回路の構成が異なっている。なお、実施の形態1と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。
図16は本実施の形態3の電磁アクチュエータ3A構成を説明するための模式図である。図に示すように電磁アクチュエータ3Aは、固定子31の内空間に可動子32の移動方向に沿って第1の駆動コイル37および第2の駆動コイル38が配設されている。各駆動コイル37、38は、それぞれ2重に巻回されており、第1の駆動コイル37はコイル37A、37Bから構成され、第2の駆動コイル38はコイル38A、38Bから構成されている。
このように各駆動コイル37、38がそれぞれ2つの駆動コイル37A、37Bおよび38A、38Bから構成されているため、各駆動コイル37、38に励磁電流を供給する駆動回路7Bは投入動作用の回路と開放動作用の回路に分離して構成することができる。
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the drive coil and the drive circuit. Note that portions similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the configuration of the electromagnetic actuator 3A according to the third embodiment. As shown in the figure, in the electromagnetic actuator 3 </ b> A, a first drive coil 37 and a second drive coil 38 are disposed in the inner space of the stator 31 along the moving direction of the mover 32. Each drive coil 37, 38 is wound twice, the first drive coil 37 is composed of coils 37A, 37B, and the second drive coil 38 is composed of coils 38A, 38B.
Since each of the drive coils 37 and 38 is composed of two drive coils 37A and 37B and 38A and 38B in this way, the drive circuit 7B that supplies the excitation current to each of the drive coils 37 and 38 is a circuit for making an operation. And a circuit for opening operation can be separated.

図17は投入動作用の回路であり、第1の駆動コイル37Aと第2の駆動コイル38Aが接続される。投入動作時には、放電スイッチ72AをONすることにより、充電されたコンデンサ71Aから電流が放電され、各駆動コイル37A、38Aを励磁する。
図18は開放動作用の回路であり、第1の駆動コイル37Bと第2の駆動コイル38Bが接続される。開放動作時には、放電スイッチ72BをONすることにより、充電されたコンデンサ71Bから電流が放電され、各駆動コイル37B、38Bを励磁する。駆動コイル37B、38B間には切替スイッチ81a、81bが設けられ、切替スイッチ81a、81bのON/OFFにより励磁する駆動コイル37B、38Bを選択する。
FIG. 17 shows a circuit for the making operation, and the first drive coil 37A and the second drive coil 38A are connected. During the turning-on operation, the discharge switch 72A is turned on to discharge the current from the charged capacitor 71A, thereby exciting the drive coils 37A and 38A.
FIG. 18 shows a circuit for an opening operation, and the first drive coil 37B and the second drive coil 38B are connected. During the opening operation, by turning on the discharge switch 72B, a current is discharged from the charged capacitor 71B, and the drive coils 37B and 38B are excited. Changeover switches 81a and 81b are provided between the drive coils 37B and 38B, and the drive coils 37B and 38B to be excited are selected by turning ON / OFF the changeover switches 81a and 81b.

以上のように本実施の形態3では、上記実施の形態1と同様の効果を有するとともに、切替スイッチの配設箇所が少ないため、切替え動作が単純であり、切替えに要する時間を短縮することができる。また、投入動作時に使用する駆動コイルと開放動作時に使用する駆動コイルとの巻数を変えることで各動作時に各駆動コイルから発生する磁束量を調整することができ、電流制限用の抵抗が不要である。   As described above, the third embodiment has the same effects as those of the first embodiment, and since the number of switch switches is small, the switching operation is simple and the time required for switching can be shortened. it can. In addition, the amount of magnetic flux generated from each drive coil during each operation can be adjusted by changing the number of turns of the drive coil used during the closing operation and the drive coil used during the opening operation, eliminating the need for a current limiting resistor. is there.

なお、本実施の形態3の別例として、上述の各駆動コイル37、38を2重に巻回した構成ではなく、各駆動コイル370、380の巻線の途中にタップを備えた構成について以下説明する。
本実施の形態3の別例の各駆動コイル370、380はタップ370C、380Cを備えたことにより、駆動コイル370A、370Bおよび380A、380Bに分けることができる。
この場合の駆動回路7Cを図19に示す。駆動回路7Cの構成は上記実施の形態1の駆動回路7(図3参照)とほぼ同様であるが、開放動作時に使用するコンデンサ71Bのマイナス端子がタップ370C、380Cに接続されている。これにより、コンデンサ71Bによる電流は駆動コイル370、380の一部である駆動コイル370B、380Bを励磁する。なお、投入動作時は上記実施の形態1と同様、コンデンサ71Aにより駆動コイル370、380全体を励磁する。
このような構成とすれば、開放動作時と投入動作時で励磁する駆動コイルの巻数を変えることができ、巻数の変更もタップの位置により自由に設定できる。従って、各動作時に各駆動コイルから発生する磁束量を容易に調整することができる。
In addition, as another example of the third embodiment, a configuration in which a tap is provided in the middle of the winding of each drive coil 370, 380 instead of the configuration in which each of the above-described drive coils 37, 38 is wound twice is described below. explain.
The drive coils 370 and 380 of another example of the third embodiment can be divided into drive coils 370A and 370B and 380A and 380B by providing the taps 370C and 380C.
The drive circuit 7C in this case is shown in FIG. The configuration of the drive circuit 7C is substantially the same as that of the drive circuit 7 of the first embodiment (see FIG. 3), but the negative terminal of the capacitor 71B used during the opening operation is connected to the taps 370C and 380C. As a result, the current from the capacitor 71B excites the drive coils 370B and 380B, which are part of the drive coils 370 and 380. Note that, during the closing operation, the entire drive coils 370 and 380 are excited by the capacitor 71A as in the first embodiment.
With such a configuration, the number of turns of the drive coil to be excited can be changed during the opening operation and the closing operation, and the change of the number of turns can be freely set depending on the position of the tap. Therefore, the amount of magnetic flux generated from each drive coil during each operation can be easily adjusted.

1 遮断器(開閉装置)、3,3A 電磁アクチュエータ、4 絶縁体、
5 接圧バネ、6 操作ロッド、7,7A,7B,7C 駆動回路、8 制御回路、
22 固定接点、23 可動接点、31 固定子、32 可動子、33 開放バネ、
34,34A,34B 駆動コイル、35 磁極部、36 永久磁石、
37A,37B,38A,38B 駆動コイル、
73a,73b,74a,74b,75a,75b 切替スイッチ、
79A,79B 抵抗、80A,80B 短絡スイッチ、
370A,370B,380A,380B 駆動コイル、370C,380C タップ。
1 Circuit breaker (switching device), 3, 3A electromagnetic actuator, 4 insulator,
5 Contact pressure spring, 6 Operation rod, 7, 7A, 7B, 7C Drive circuit, 8 Control circuit,
22 fixed contact, 23 movable contact, 31 stator, 32 mover, 33 release spring,
34, 34A, 34B Driving coil, 35 magnetic pole, 36 permanent magnet,
37A, 37B, 38A, 38B drive coil,
73a, 73b, 74a, 74b, 75a, 75b changeover switch,
79A, 79B resistance, 80A, 80B short-circuit switch,
370A, 370B, 380A, 380B Drive coil, 370C, 380C Tap.

Claims (11)

開極と閉極の2位置間を往復状態に駆動する電磁操作式の電磁アクチュエータにおいて、
固定子と、上記固定子の内空間に往復運動可能な状態で配置された可動子と、上記可動子を上記固定子から離間する方向へ付勢する開放バネと、上記固定子の内空間に上記可動子の移動方向に沿って複数配設され上記可動子を駆動させるための複数の駆動コイルと、上記各駆動コイルに励磁電流を供給する駆動回路と、上記可動子を上記固定子側で吸着保持する永久磁石とを備え、
上記各駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択することで、上記駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくしたことを特徴とする電磁アクチュエータ。
In an electromagnetically operated electromagnetic actuator that reciprocates between two positions of opening and closing,
A stator, a mover disposed in a reciprocating manner in the inner space of the stator, an open spring for biasing the mover in a direction away from the stator, and an inner space of the stator A plurality of drive coils arranged along the moving direction of the mover for driving the mover, a drive circuit for supplying an excitation current to each drive coil, and the mover on the stator side With a permanent magnet to attract and hold,
By selecting the excitation direction and the drive coil to be excited from among the drive coils, the magnetic flux generated by the drive coil is made larger during the low-speed release operation than during the high-speed release operation, so that the stator and the movable An electromagnetic actuator characterized by increasing the magnetic attraction force with the child .
隣り合って配置される上記駆動コイルの間には、上記固定子から突出して形成される磁極部が配設されていることを特徴とする請求項1に記載の電磁アクチュエータ。 The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein a magnetic pole portion formed so as to protrude from the stator is disposed between the drive coils arranged adjacent to each other. 固定接点と可動接点からなり接離可能な接点対と、操作ロッドを介して上記接点対の開閉操作を行う電磁アクチュエータと、上記操作ロッド上に配置され上記接点対と上記電磁アクチュエータとを絶縁する絶縁体と、上記操作ロッド上に配置され上記接点対に接触荷重を印加する接圧バネとを備え、主回路の開閉を行うための電磁操作式の開閉装置であって、
上記電磁アクチュエータは、請求項1または請求項2に記載の電磁アクチュエータであることを特徴とする電磁操作式の開閉装置。
A contact pair consisting of a fixed contact and a movable contact that can be contacted and separated, an electromagnetic actuator that opens and closes the contact pair via an operating rod, and the contact pair that is disposed on the operating rod and insulates the electromagnetic actuator An electromagnetically operated switching device for opening and closing a main circuit, comprising an insulator and a contact pressure spring disposed on the operation rod and applying a contact load to the contact pair,
The electromagnetic actuator according to claim 1 , wherein the electromagnetic actuator is an electromagnetic actuator according to claim 1 .
上記駆動回路に動作指令を送る制御回路を備え、上記制御回路は、上記主回路の電流または電圧の測定結果に基づいて励磁する駆動コイルを選択することを特徴とする請求項3に記載の電磁操作式の開閉装置。 The electromagnetic circuit according to claim 3, further comprising a control circuit that sends an operation command to the drive circuit, wherein the control circuit selects a drive coil to be excited based on a measurement result of a current or voltage of the main circuit. Operative switchgear. 上記駆動コイルは、巻線の途中にタップを備え、上記タップを介して上記駆動コイルの一部を選択し、励磁電流を供給することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の電磁操作式の開閉装置。 The drive coil has a tap in the middle of the winding, via the tap select a part of the driving coil, the electromagnetic according to claim 3 or claim 4 and supplying an excitation current Operative switchgear. 上記駆動回路は、励磁する駆動コイルを選択するための複数の切替スイッチを備え、
上記各切替スイッチは、上記接点対を閉する投入動作の完了後には次回の開放動作に備えてセットされ、上記接点対を開する開放動作の完了後には次回の投入動作に備えてセットされることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の電磁操作式の開閉装置。
The drive circuit includes a plurality of changeover switches for selecting a drive coil to be excited,
Each change-over switch is set for the next opening operation after the closing operation for closing the contact pair is completed, and is set for the next closing operation after the opening operation for opening the contact pair is completed. The electromagnetically operated switchgear according to any one of claims 3 to 5 , wherein the electromagnetically operated switchgear is provided.
上記駆動回路は、上記各駆動コイルと直列に接続され上記各駆動コイルに流れる電流を制限する抵抗と、上記各抵抗に並列に接続され上記各抵抗をバイパスする短絡スイッチとを備えたことを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の電磁操作式の開閉装置。 The drive circuit includes a resistor connected in series with the drive coils to limit a current flowing through the drive coils, and a short-circuit switch connected in parallel to the resistors and bypassing the resistors. The electromagnetically operated switchgear according to any one of claims 3 to 6 . 固定接点と可動接点とからなり接離可能な接点対、
磁性体からなる固定子と、上記固定子の内空間に往復運動可能な状態で配置された可動子と、上記可動子を上記固定子から離間する方向へ付勢する開放バネと、上記固定子の内空間に上記可動子の移動方向に沿って複数配設され上記可動子を駆動させるための複数の駆動コイルと、上記各駆動コイルに励磁電流を供給する駆動回路と、上記各駆動コイルの間に配置され上記固定子から突出して形成される磁極部と、上記可動子を上記固定子側で吸着保持する永久磁石とを備えて開極と閉極の2位置間を往復状態に駆動する電磁操作式の電磁アクチュエータ、
および上記接点対と上記電磁アクチュエータとを接続する操作ロッド、
からなり主回路の開閉を行うための電磁操作式の開閉装置の制御方法であって、
上記各駆動コイルの内から励磁方向および励磁する駆動コイルを選択することで、上記駆動コイルが発生する磁束を高速開放動作時よりも低速開放動作時の磁束を大きくして上記固定子と上記可動子との磁気吸引力を大きくするように制御することを特徴とする電磁操作式の開閉装置の制御方法。
A contact pair consisting of a fixed contact and a movable contact,
A stator made of a magnetic material; a mover disposed in a reciprocating manner in the inner space of the stator; an open spring that biases the mover in a direction away from the stator; and the stator A plurality of drive coils arranged along the moving direction of the mover for driving the mover, a drive circuit for supplying an excitation current to the drive coils, and a drive circuit for the drive coils. A magnetic pole portion disposed between and projecting from the stator; and a permanent magnet that attracts and holds the movable element on the stator side, and is driven in a reciprocating manner between two positions of opening and closing. Electromagnetically operated electromagnetic actuator,
And an operating rod for connecting the contact pair and the electromagnetic actuator,
A method for controlling an electromagnetically operated switchgear for opening and closing a main circuit comprising:
By selecting the excitation direction and the drive coil to be excited from among the drive coils, the magnetic flux generated by the drive coil is made larger during the low-speed release operation than during the high-speed release operation, so that the stator and the movable A control method for an electromagnetically operated switchgear, characterized in that control is performed so as to increase a magnetic attractive force with a child .
上記駆動回路に動作指令を送る制御回路を備え、上記制御回路は、上記主回路の電流または電圧の測定結果に基づいて励磁する駆動コイルを選択することを特徴とする請求項8に記載の電磁操作式の開閉装置の制御方法。 9. The electromagnetic circuit according to claim 8, further comprising a control circuit that sends an operation command to the drive circuit, wherein the control circuit selects a drive coil to be excited based on a measurement result of a current or voltage of the main circuit. Control method for operation type switchgear. 上記接点対を閉する投入動作を行う場合には上記全ての駆動コイルを順方向に励磁し、上記接点対を高速で開する高速開放動作を行う場合には上記駆動コイルのうち上記可動子の投入方向側の端部に配置される駆動コイルを逆方向に励磁し、上記接点対を低速で開する低速開放動作を行う場合には上記可動子の投入方向側の端部に配置される駆動コイルを含む2以上の駆動コイルを逆方向に励磁することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の電磁操作式の開閉装置の制御方法。 When performing the closing operation to close the contact pair, all the driving coils are excited in the forward direction, and when performing the high speed opening operation to open the contact pair at high speed, When the drive coil disposed at the end on the closing direction side is excited in the reverse direction and the contact pair is opened at a low speed, the drive disposed at the end on the closing direction side of the mover is performed. The method for controlling an electromagnetically operated switchgear according to claim 8 or 9, wherein two or more drive coils including the coil are excited in opposite directions. 励磁する駆動コイルの選択は、上記駆動回路に設けられた複数の切替スイッチにより行われ、投入動作の完了後には次回の開放動作に備えて上記各切替スイッチのON/OFFをセットし、開放動作の完了後には次回の投入動作に備えて上記各切替スイッチのON/OFFをセットすることを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の電磁操作式の開閉装置の制御方法。 The drive coil to be excited is selected by a plurality of changeover switches provided in the drive circuit. After the closing operation is completed, each changeover switch is set to ON / OFF in preparation for the next release operation. The control of an electromagnetically operated switchgear according to any one of claims 8 to 10 , wherein after the completion of the operation, each of the changeover switches is set to ON / OFF in preparation for the next closing operation. Method.
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